Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Реферат/Курсовая Расчет силового трехфазного двухобмоточного трансформатора с естественным масляным охлаждением

Информация:

Тип работы: Реферат/Курсовая. Добавлен: 03.06.13. Сдан: 2012. Страниц: 23. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  образование и науки Российской Федерации
Кафедра «ЭПП» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой проект 

           « Расчет силового трехфазного двухобмоточного трансформатора с естественным масляным охлаждением ». 
 

Вариант №49 
 
 
 
 
 

Выполнил:
. 

Проверил:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание.
1. Условие и исходные данные курсовой работы –                     3        стр.
2. Расчет основных  электрических величин  и определение  изоляционных расстояний -                                                          4 - 6   стр.           
3. Определение основных размеров -                                            6        стр.          
4. Расчет обмотки НН –                                                                7 – 9   стр.
5.Расчет  обмотки ВН -                                                               11 – 16  стр.
6. Расчет параметров короткого замыкания -                         16 – 17  стр.
7. Расчет напряжения короткого замыкания -                     17 -  18  стр.
8. Расчет магнитной  системы  -                                              18 – 20  стр.
9.  Расчет потерь и тока холостого хода  -                            20 – 22  стр.
10. Тепловой расчет  трансформатор -                                        22 – 29  стр.
 11.Список литературы -                                                                 30    стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Условие  и исходные данные  курсовой работы.
Рассчитать  силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор с естественным масляным охлаждением (теория вопроса, общая методика расчета и справочный материал в виде таблиц, графических зависимостей и рисунков даются по книге «Расчет трансформаторов» автор П.М. Тихомиров М.: Энергоатомиздат, 1986). Исходные данные:
    полная мощность трансформатора S =400 кВА;
    число фаз m = 3;
    частота тока в сети f = 50 Гц;
    номинальное линейное напряжение обмотки высшего напряжения
         (ВН) U = 20 кВ;
    номинальное линейное напряжение обмотки низшего напряжения
      (HH) U2H= 0,4 кВ;
    ток холостого  хода - i0 = 2,1 %,
    потери холостого  хода - Рх = 1,15 кВт,
    напряжение  короткого замыкания - Uк = 6,5 %,
    потери короткого  замыкания - Рк =5,5 кВт.
    способ регулирования напряжения, число ступеней и пределы регулирования - ПБВ 2 х 2,5% (переключением без возбуждения на стороне ВН, т.е. ручным переключением, 2 ступени каждая по 2,5%);
    схема и группа соединения обмоток - Y/Yн = 0;
    материал сердечника (магиитопровода) и обмоток - холоднокатаная    текстурованная рулонная  сталь 3404, медь;
    - режим работы и способ охлаждения - длительный, естественный масляный,        - характер установки - внутренняя (внутри помещения). 
     
     
     
     
     
     

2. Расчет основных  электрических величин  и определение  изоляционных расстояний. 
 Расчет   проводится   для трехфазного    трансформатора с плоской шихтованной   магнитной   системой, с концентрическими   обмотками   из медного провода.
 Определение основных электрических величин  по § 3.2. Мощность одной фазы и одного стержня
Sф = S' = S/m = 400/3 = 133 кВА.
Номинальные токи:  I = S/v3*U, где S - в кВА, U - в кВ
на стороне  ВН
        I1 = 400/v3*20 = 11,55 А;
на стороне  НН
  I2 = 400/v3*0.4 = 577 А
Фазные токи:
ВН  Iф1= I1 = 11,55 А;
               НН  Iф2 = I2=577 А.
Фазные напряжения:
ВН  Uф1 =U1 /v3 = 20000/v3=11,56 кВ;
НН Uф2 =U/v3=0,231 кВ.
  Испытательные напряжения (см. табл. 4.1): обмотки ВН Uисп1= 35 кВ; обмотки НН Uucn2=5 кВ.
  По  табл. 5.8 выбираем тип обмоток: обмотка  ВН при напряжении 20 кВ и токе 11,55 А — выбрали цилиндрическую многослойную из кругового провода; обмотка НН при напряжении 0,4 кВ и токе 577 А — выбрали цилиндрическая двухслойная обмотка из прямоугольного провода.
  Для испытательного напряжения обмотки  ВН Uисп1= 35 кВ по табл. 4.5 находим изоляционные расстояния (см. рис . ) a12= 9 мм; l02= 30 мм; а22= 10 мм.
  Для испытательного напряжения обмотки  НН Uucn2=5 кВ по табл. 4.4 найдем а01 = 5 мм.  

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Определение исходных данных расчета. Мощность обмоток  одного стержня S'=133 кВА.
Ширина приведенного канала рассеяния
ap= a12+(a1 + а2)/3;
12)/3=k*S'^(1/4)*10-2 = 0,6*3,4*10-2=0,02 м    (см. табл. 3.3, прим. 1);
                                                     aр=0,009+0,02=0,029 м.
Активная составляющая напряжения короткого замыкания
                                      ua=Pk/(10S) = 5500/(10*400) = 1,375 %.
Реактивная составляющая
            up = v 6,52-1,3752 = 6,353%.
Согласно  указаниям § 2.3 выбираем трехфазную стержневую шихтованную   магнитную систему с косыми стыками на крайних стержнях и комбинированными «полукосыми» на среднем стержне по рис. 2.17, в. Прессовка стержней бандажами из стеклоленты — по рис. 2.18,6 и ярм— стальными балками по рис. 2.21, а. Материал магнитной системы — холоднокатаная текстурованная рулонная сталь марки 3404 толщиной 0,35 мм. Индукция в стержне ВС= 1,6 Тл (по табл. 2.4). В сечении стержня 6 ступеней, коэффициент заполнения круга kкр = 0,918 (см. табл. 2.5), изоляция пластин — нагревостойкое изоляционное покрытие, k3= 0,965 (табл. 2.3). Коэффициент заполнения сталью kс=kкр*kз = 0,918*0,965 = 0,886. Ярмо многоступенчатое, число ступеней 5, коэффициент усиления ярма kя=1,015 (см. табл. 8.7). Индукция в ярме Вя= 1,6/1,015= 1,576 Тл. Число зазоров в магнитной системе на косом стыке 6, на прямом 2. Индукция в зазоре на  прямом   стыке   Вз’’=1,60 Тл,  на косом   стыке    Bз = BC/v2 = 1,60/v2 = 1,131 Тл.
  Удельные  потери в стали рс= 1,295 Вт/кг; ря= 1,242 Вт/кг. Удельная намагничивающая мощность qc= 1,775 ВА/кг; qя=1,655 ВА/кг; для зазоров на прямых стыках qз = 23 500 В-А/м2, для зазора на косых стыках qз =3000 В-А/м2 (табл. 8.10, 8.17).
  По табл. 3.6 находим коэффициент, учитывающий    отношение потерь в обмотках к потерям короткого замыкания    kд = 0,95 и по табл. 3.4 и 3.5 — постоянные коэффициенты для медных обмоток а = 1,33 и b = 0,42.
Принимаем kр = 0,95.
3.Определение  основных размеров.(по § 3.6)
  Диаметр стержня
d = A*?^(1/4)
,где ? – соотношение размеров, выбирается по таблице 3.12. Я принимаю для своего расчета ? = 2. 
А= 0,507*((S'*ap*kp)/(f*up*Bc2*kc2))^(1/4)
A=0,507*((133*0,029*0,95)/(50*6,353*1,62*0,8862))^(1/4)=0,134
d = 0,134*2^(1/4) = 0,159 м.
  Окончательно принимаем d = 0,16 м.
  Средний диаметр обмоток НН и ВН
dl2= a*d
dl2= 1,33*0,16 = 0,2128 м.
  Ориентировочная высота обмоток
l = ?* dl2/Bc
l= 3.14*0,2128/1,6 = 0,42 м.
  Активное сечение стержня по табл. 8.7
Пс = 0,785* kс *(A^2)
Пс = 0,785*0,886*(0,134^2) = 0,0178 м2.
  Напряжение одного витка предварительно
uв ==4.44* f * Bc* Пс
uв = 4,44*50*1,6*0,0178 = 6,32 В. 

4.Расчет  обмотки НН (пo § 6.3).
 Число витков в обмотке НН
w2=U2/uв
w2 = 231/6,32= 36,55
принимаем 37 витков.
  Уточнение напряжения одного витка
uв= U2/ w2
uв= 231/37 = 6,243 В.
Уточнение индукцию в стержне 
Вс = uв/(4,44 * f *Пс)
Вс = 6,243/(4,44*50*0,0178)
Средняя плотность  тока в обмотках
Jcp= 0.746*kд*((Рк*uв)/(S*d12))*10^4
Jcp= 0.746*0.96*((5500*6,243)/(400*0.223))*10^4= 2,756 МА/м2
Окончательно  принимаем 2,756 МА/м2
  По табл. 5.8 S=400 кВА, номинальному току группы I2 = 577 А и напряжению 0,4 кВ выбираем цилиндрическую двухслойную обмотку из прямоугольного медного провода. Размер радиального канала предварительно hк = 5 мм. Согласно § 5.1 число реек по окружности 8.
 
 
 
 

Рис.  Двухслойная цилиндрическая обмотка из провода прямоугольного сечения 

Число витков в  одном слое двухслойной обмотки
wсл2 = w1/2.
                                                              wсл2 = 37/ 2 = 18,5.
  Ориентировочный  осевой размер витка, м,
hв2 = l2/(wсл2+1)
                                                          hв2 = 0,42 /(18,5+1)=0,021 м.
Ориентировочное сечение витка, м2,
(П'в)нн =Iф2/ Jcp
(П'в)нн = 577*10-6/2,756 = 210 *10-6 м2.
По сечению витка по табл. 5.2 выбираем четыре параллельных провода
сечением  53,1 мм2.
 МПБ 4х(3,35x16/3,85)x16,5 изоляция 0,5 мм на две стороны.
  Сечение  витка 
П2 =4*53,1*10-6= 212,4*10-6 м2.
  Плотность  тока в обмотке НН
J2 = Iф22
J2 = 577/212,4*10^(-6)= 2,7 МА/м2.
  Осевой размер обмотки, м,
        l2= hв2(wсл+1)+(0,005?0,015) 
                                       l2= 0,021*(18,5+1)+0,005= 0,4145 м.
  Радиальный размер обмотки (обозначения по рис. 6.2 и 6.3), м:
двухслойной
                                                       а2 = (2а' + а22)*10-3
а2 = (2*3+10)*10-3 = 0,016 м.
 
 
 
 
 
 

  Внутренний диаметр обмотки, м,
D2 = d + 2*a01 *10-3
D2 = 0,16+2*5*10-3=0,17 м.
  Наружный диаметр обмотки, м,
D’’2 = D2+ 2
D’’2 = 0,17+ 2*0,016 = 0,202 м.
 Средний диаметр
Dср2 = (D2+ D’’2 )/2
Dср2 = (0,17 + 0,202)/2 = 0,186 м.
  Масса метала
GM 2= 28*103*с* Dcp2*w*П2
где с- число  активных стержней трансформатора.
GM2  = 28*103*3*0,186*37*210*10-6 = 121,4 кг.
Масса провода 
Gпр2= к* GM2
 где к –  коэффициент ориентировочное увеличение  массы прямоугольного медного провода в процентах за счет изоляции по таблице 5.5 выбрали 1,05
Gпр2=1,05*121,4 = 127,47 кг.
Однослойная обмотка  и двухслойная без охлаждающего канала между слоями имеют две  охлаждаемые поверхности. Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН, м2, для всего трансформатора в этом случае
П02= с*kз*?*(D2+ D’’2 )*l2
П02=3*0,965*3,14*(0,17+0,202)*0,41= 1,712 м2.
Основные потери короткого замыкания в НН
Росн2 =2,4*10-12*J2*GM
Росн2 =2,4*10-12*2,72*1012*121,4 = 2124 Вт.
После определения потерь короткого замыкания для обмотки НН (см. §7.1) следует найти плотность теплового потока, Вт/м2, на поверхности обмотки
q2 = (Росн2*kд2)/ П02
где kд2 = 1+0,095*108*?24*n2
?= (b*m/l)*kp
?= (16*10-3*50/0,42)*0,95= 1,8
kд2 = 1+ 0,095*108*1,82*(3,35*10-3)4*42=1,065
где n — число проводников обмотки в направлении, перпендикулярном направлению линий магнитной   индукции   поля рассеяния; m— число   проводников   обмотки в направлении, параллельном направлению линий магнитной индукции поля рассеяния;   а — размер проводника в направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции поля рассеяния; b — размер проводника в направлении, параллельном линиям магнитной индукции поля рассеяния; l — общий размер обмотки в направлении, параллельном направлению линий магнитной   индукции   поля    рассеяния;  kp — коэффициент приведения поля рассеяния (см. § 7.2).
q2 = (2124*1,065)/1,712 = 1284 Вт/м2.
меньше допустимого (qдоп <= 1200?1400 Вт/м2 ). 
 
 

5.Расчет обмотки ВН (пo § 6.3).
Расчет  обмоток ВН начинается с определения числа витков, необходимого для получения номинального напряжения, для напряжений всех ответвлений. Число витков при   номинальном  напряжении определяется  по  формуле
wн1= w2*(Uф1 / Uф2)
wн1= 37*(11560/231) = 1851.
  Число витков па одной ступени регулирования напряжения при соединении обмотки ВН в звезду
  wр = ?U/(u B* v3)
  wр = (20000 * 0,025) / (6,32 * v 3) = 45,66
  принемаем
                                                                             wр = 46
где ?U — напряжение на одной ступени регулирования обмотки или разность напряжений двух соседних ответвлений, В; uB — напряжение одного витка обмотки, В.
Обычно  ступени регулирования напряжения выполняются равными между собой, чем обусловливается также и равенство числа витков на ступенях. В этом случае число витков обмотки на ответвлениях
На четырех  ступенях:
    верхние ступени  напряжения .... w1=wн1+2wр, wH1+wp;      
    при номинальном  напряжении: wн1
       нижние ступени напряжения .... wн1 — wp, wн1—2wр.
Напряжение, В                                                    число витков на ответвлениях      
Uн1+2*0,025* Uн1                                                                                                      w1=wн1+2wр
Uн1+0,025* Uн1                                                                                                             w1=wH1+wp
         Uн1                                                                                                                                        w1
Uн1 - 0,025* Uн1                                                                                                           w1=wH1 - wp
Uн1 - 2*0,025* Uн1                                                                                                    w1=wн1-2wр 
 
 

напряжение, В Число витков на ответвлениях
21000 1943
20500 1897
20000 1851
19500 1805
19000 1759
 
Для трехфазного  трансформатора или однофазного  с параллельным соединением обмоток  двух стержней найденное число витков w1=wн1+2wр или w1=wн1-2wр является числом витков на один стержень.
  Осевой  размер обмотки ВН l1 принимается равным ранее определенному осевому размеру обмотки НН l2.
  Плотность тока, А/м2, в обмотке ВН предварительно определяется по формуле
J1= 2*JCP – J2
J1= 2*2,756*106 – 2,7*106 = 2,812*106 А/м2.
Сечение витка  обмотки ВН, мм2
(П'в)вн =Iф1/ (Jcp*10-6)
(П'в)вн = 11,55/ 2,756=4,2 мм2
По таблице 5,8 — выбрали цилиндрическую многослойную  из кругового провода (S= 400 kBA; I1= 11,55 A; Uн1=20000 B; П'1 =4,2 мм2)
Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода.
П1 =(П'в)вн/ n в1 = 4,2/1 =4,2 — сечение одного провода, мм2. Окончательно принимаем П1 = 4,375 мм2. По этому сечению и сортаменту обмоточного провода для трансформаторов (см. табл. 5.1) подбирается провод подходящего сечения или в редких случаях два параллельных одинаковых провода с диаметрами провода без изоляции d2 и провода в изоляции d” 2, мм. Подобранные размеры провода записываются так:
d1
d''1
        Марка  провода x n в1 х
        
2,36
4,19
              ПБ х 1 х  

где n в1 — число параллельных проводов,
Полное сечение  витка, м2,
                                                 П1 = n в1* П 1*10-6
     П1 = 1 * 4,375* 10-6 = 4,375*10-6 м2
где П 1— сечение одного провода, мм2. Полученная плотность тока, А/м2,
J1 = IФ11
J1= 11,55/4,375 *10-6 = 2,64 *10-6 А/м2.
 
 
 
 
 
 

Рис.  Многослойная цилиндрическая обмотка из провода круглого сечения.
Число витков в  слое
wcл1= l1/ d” 2   где l1   в мм
wcл1= 420/4,19 = 100
Число слоев  в обмотке
nсл1 = w1/ wcл1
nсл1 = 1851/ 100= 18,51=19
( nсл1округляется до ближайшего большего числа).
Рабочее  напряжение двух слоев, В,
Uмсл= 2*wcл1 *uв.
Uмсл= 2*100* 6,32= 1264 В.
По рабочему   напряжению двух слоев по табл. 4.7 в соответствии с указаниями § 4.5 выбираются число слоев и общая толщина ?мсл
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.